Nadtlenek wodoru H2O2 jest gęstą, syropowatą cieczą, która miesza się z wodą w każdym
stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji według równania:
H2O2 + H2O ⇄ HO−2 + H3O+
Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniższy
rysunek.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Korzystając z informacji na temat struktury cząsteczki nadtlenku wodoru, uzupełnij
poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym
nawiasie.
W cząsteczce nadtlenku wodoru atomy wodoru połączone są z atomami tlenu wiązaniami kowalencyjnymi (spolaryzowanymi / niespolaryzowanymi), a między atomami tlenu występuje wiązanie kowalencyjne (spolaryzowane / niespolaryzowane).
Cząsteczka nadtlenku wodoru jest (polarna / niepolarna).
Kształt cząsteczki nadtlenku wodoru można wyjaśnić, jeśli się założy hybrydyzację typu (sp3 / sp2 / sp) walencyjnych orbitali atomowych tlenu.
Reakcja całkowitego spalania butanu zachodzi zgodnie z równaniem
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
Oblicz, ile dm3 tlenku węgla(IV) (w przeliczeniu na warunki normalne) powstanie
w wyniku całkowitego spalenia 29 gramów butanu. W obliczeniach zastosuj masy
molowe zaokrąglone do liczb całkowitych.
Do probówek zawierających zakwaszone roztwory wodne odpowiednio manganianu(VII)
potasu (probówka I) i jodku potasu (probówka II) dodano roztwór wodny nadtlenku wodoru.
Zaobserwowano zmiany barwy zawartości obu probówek i inne objawy świadczące
o przebiegu reakcji chemicznych.
W tabeli podano wartości standardowych potencjałów wybranych układów redoks.
Równanie reakcji
Standardowy potencjał E°, V
H2O2 + 2H+ + 2e− ⇄ 2H2O
1,766
MnO−4 + 8H+ + 5e− ⇄ Mn2+ + 4H2O
1,507
O2 + 2H+ + 2e− ⇄ H2O2
0,695
I2 + 2e− ⇄ 2I−
0,536
J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.
Opisz obserwowane zmiany barw, które świadczą o przebiegu reakcji w probówkach I
i II (uwzględnij barwę zawartości obu probówek przed reakcją i po jej zajściu).
Do probówek zawierających zakwaszone roztwory wodne odpowiednio manganianu(VII)
potasu (probówka I) i jodku potasu (probówka II) dodano roztwór wodny nadtlenku wodoru.
Zaobserwowano zmiany barwy zawartości obu probówek i inne objawy świadczące
o przebiegu reakcji chemicznych.
W tabeli podano wartości standardowych potencjałów wybranych układów redoks.
Równanie reakcji
Standardowy potencjał E°, V
H2O2 + 2H+ + 2e− ⇄ 2H2O
1,766
MnO−4 + 8H+ + 5e− ⇄ Mn2+ + 4H2O
1,507
O2 + 2H+ + 2e− ⇄ H2O2
0,695
I2 + 2e− ⇄ 2I−
0,536
J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.
Podaj wzór chemiczny utleniacza i reduktora w reakcjach zachodzących w probówkach
I i II.
Do probówek zawierających zakwaszone roztwory wodne odpowiednio manganianu(VII)
potasu (probówka I) i jodku potasu (probówka II) dodano roztwór wodny nadtlenku wodoru.
Zaobserwowano zmiany barwy zawartości obu probówek i inne objawy świadczące
o przebiegu reakcji chemicznych.
W tabeli podano wartości standardowych potencjałów wybranych układów redoks.
Równanie reakcji
Standardowy potencjał E°, V
H2O2 + 2H+ + 2e− ⇄ 2H2O
1,766
MnO−4 + 8H+ + 5e− ⇄ Mn2+ + 4H2O
1,507
O2 + 2H+ + 2e− ⇄ H2O2
0,695
I2 + 2e− ⇄ 2I−
0,536
J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji chemicznych, które przebiegły
w probówkach I i II.
Tabela przedstawia nazwy, skróty nazw i wzory trzech aminokwasów.
Sekwencję (kolejność) aminokwasów w peptydach wyraża się, zapisując w odpowiedniej
kolejności trzyliterowe skróty nazw aminokwasów, z których peptyd powstał. Reszta
aminokwasu, którego skrót jest zapisany po lewej stronie, ma w peptydzie wolną grupę
aminową, a reszta aminokwasu, którego skrót nazwy jest zapisany po prawej stronie, ma
wolną grupę karboksylową.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu utworzonego z alaniny, fenyloalaniny
i glicyny, w którym sekwencja reszt aminokwasów jest następująca: Ala-Phe-Gly.
Jeżeli w reakcji redoks biorą udział jony H+, to potencjał układu zależy od stężenia tych
jonów, czyli od pH roztworu. Dla takich układów potencjał odnosi się do roztworów,
w których cH+ = 1 mol · dm–3, a więc pH = 0. Wartości potencjałów redoks wielu ważnych
biologicznie układów utleniacz – reduktor przedstawiane są dla przyjętego przez
biochemików stanu, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K. Różnica pH roztworu
wpływa na wartość potencjału półogniwa. Potencjał półogniwa wodorowego EH2/H+
w środowisku o pH różnym od zera można obliczyć (w woltach), korzystając z następującej
zależności:
EH2/H+ = EoH2/H+ + 0,06 log cH+
gdzie EoH2/H+ oznacza potencjał standardowy półogniwa wodorowego.
Na podstawie: Lubert Stryer, Biochemia, Warszawa 2003 oraz K.-H. Lautenschläger, W. Schröter,
A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
a)
Oblicz potencjał półogniwa wodorowego w stanie, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.
Poniżej przedstawiono równania reakcji i potencjały redoks dwóch układów biologicznych
dla pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.
Równanie reakcji
Potencjał E, V
12 + O2 + 2H+ + 2e– ⇄ H2O
0,82
NAD+ + H+ + 2e− ⇄ NADH
–0,32
b)
Oceń, czy reakcja zilustrowana równaniem H2O + NAD+ → 12O2 + H+ + NADH zachodzi samorzutnie, czy do jej zajścia konieczne jest dostarczenie energii. Uzupełnij poniższe zdanie: wybierz i podkreśl jedno określenie w każdym nawiasie.
Aby mogła zajść opisana reakcja, (jest / nie jest) konieczne dostarczenie energii, ponieważ
woda jest reduktorem (silniejszym / słabszym) niż NADH.
